非线性声学概述

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1、维普资讯http://www.cqvip.com非线性声学概述钱祖文(中国科学院声学研究所，北京100080)本文扼要地介绍了非线性声学中大家关心的内容，包括冲击波的形成过程、声参量阵的主要特性、非线性参数和三阶弹性常数空化和声辐射压力、声学中的混沌现象厦孤蚨等问题．如果在远处爆炸一颗原子弹，除了粒子和那么冲击渡是如何形成的呢?这就涉及到非线光辐射的影响之外，还有冲击波对人产生伤害，性声学这门分支学科．大波等海洋开发可直接应用的信息．该仪器特把海洋开发和用当成基本国策．在我国，国家别适用于测量长周期波浪，在毛里塔尼亚努瓦海洋局在太平洋配合我洲际导弹试验测量重克肖特港建设

2、中，铡出周期为206s的波浪，解磁、水文及气象，与美国台作在西太平洋实行长决了西方没有解决的建港问题．该所提出利用期的TOGA计划，研究海气交换，对分析全球不同颤率声波在深海海底沉积物表面及不同直气候，预防厄尔尼诺等灾害性天气都有很大作径锰结核上的反射波的不同，设计多频铡深仪，用，在南极洲乔治王岛建立我国第一个试验由美国雷声公局根据此设计思想制成设备，在站——长城站，并在南大洋进行综合调查．与太平洋5DOOm深海盆中探测到大面积的锰结日本台作，进行多年黑潮调查．与法国合作，进核富集区．更可喜的是，在老专家带动下，一大行围隔生态研究．批能打硬仗的中青年海洋科技队伍正在茁壮

3、成在国家海洋局组织下，我国进行了全国海长．岸带调查，海洋能源普查，建立了全国污染监测另一方武，我国目前在水声方面，有一支实网和水文气象数据浮标网、沿海台站水文气象力相当雄厚的理论队伍技术队伍和设计制造监测网．队伍．这两路大军的汇合，就为我国海洋开发我国建立了海洋标准计量中心，温度、盐具备了优越的技术力量．度、压力标准及测试设备已达到世界先进水平，我国的渤海、黄海、东海及南海总面积约如研制的精密电导率比测试设备和系列标准海470万平方公里，海岸线长18000多公里，横跨水都达到1978年国际实用新盐标的要求，得到热带、亚热带以及温带，气候条件适宜，自然条权威专家的称誉．温

4、盐槽和1000atm压力试件优越资源非常丰富．我国海洋渔场面积约验容器都具有世界水平．22亿亩，海洋水产年产量达300多万吨，海洋中国科学院各海洋研究机构也做了大量的石油储量丰富．西方专家说：“中国的海洋经创造性的工作，为我国海洋事业作出很大贡献，济开发如获成功，将会对中国经济结构产生巨限于篇幅，这里就不叙述了．大的影响中国能源工业最终可能超过美、苏．”海洋开发已为日本以及其它一些国家列为我国海洋能源仅潮汐能一项，可开发量约3．5×高技术项目之一．根据我国海洋队伍和水声队10kW，目前利用的还不到三千分之一．我们伍的实力以及我国具体情况，早日将“海洋开发辽阔富饶的海洋的

5、开发利用，对整个国民经济技术”列为高技术，瞄准国际上这方面的发展前的发展具有非常重要的战略意义．一些国家已沿，积极跟踪，我们认为是很有必要的．绚理维普资讯http://www.cqvip.com度小的地方(波谷)波传播得慢．由于任何一席一的质点速度都不会出现多值现象，故经过充分、什么是非线性声学?长的时间后，正弦波会发展成为锯齿形波．图在我们所熟知的线性声学领域，介质服从1(a)是无限延伸正弦渡的一段，图1(b)表明胡克定律，其运动也遵守线性方程，在这样的它传播了一段距离后产生波形畸变，图1(c)中情况下，一列正弦波在其传播过程中波形不变．的实线表示已形成的锯齿波，虚线

6、表示的波形但当介质的非线性或者运动的非线性不可忽略不可能存在，因为这里出现了速度多值现象．时，情况就显得很复杂．即使在理想流体中，流显然，在图1中的节点处(这里只画出一个周期体的运动服从欧拉方程[13的波形，但所表示的都是无限延伸正弦波的变形过程)的两侧，质点速度由正到负的变化很pf+．Vv)一一，．(1)、0l，陡，在这附近产生很大的压力，声雷诺数越大，其连续性方程和物态方程分别为则变化越陡，从而压力越犬．根据博里叶变换，任何扰动总可以分解成许多正弦渡的叠加，它+V·(P口)一o，(2)0f们分别在不同的距离(即所谓冲击波形成巨离)p—p(o，)，(3)形成速度变化很

7、陡(压力很大)的薄层，因此，巨式中p为介质密度，p为压力，S是熵函数，大的扰动(如核爆炸)会产生巨大的压力(冲击为流点的速度矢量．显然，这三个方程都是非波压力)，它足以摧毁地面建筑，造成可怕的杀线性的．(1)式左端括号中的第二项称为对流伤，这就启发了某些人企图制造非线性欢声武项，它描述了运动的非线性性质．如将(3)式进器．与此相关联的，在大型发动机或重型火炮行泰勒展开，准确N-阶项，则物态方程中就出场附近，冲击渡对人和地面建筑物也会有影喻，现非线性项，通常称它为介质非线性．而连续故它的防护问题甚为重要．性方程[即(2)式】，则有运动非线性